Luận văn a mobile app for city smart parking system

Ứng dụng di động cho hệ thống đỗ xe thông minh thành phố, giải pháp tối ưu cho việc quản lý và sử dụng bãi đỗ hiệu quả, tiết kiệm thời gian.

Chuyên ngành

Khoa học Máy tính

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2024

149
0
0

Phí lưu trữ

35 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Hệ thống Đỗ xe Thông minh

Với sự gia tăng nhanh chóng của số lượng phương tiện giao thông trong các thành phố hiện đại, hệ thống đỗ xe thông minh đã trở thành một giải pháp thiết yếu để quản lý không gian đỗ xe hiệu quả. Ứng dụng di động hệ thống đỗ xe thông minh tích hợp công nghệ IoT (Internet of Things), cảm biến thông minh và xử lý dữ liệu thời gian thực để tối ưu hóa việc sử dụng không gian đỗ xe. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thời gian tìm kiếm chỗ đỗ mà còn cải thiện chất lượng không khí thành phố và giảm tắc nghẽn giao thông. Công nghệ đỗ xe thông minh được phát triển trên nền tảng ứng dụng di động, cho phép người dùng truy cập thông tin về tình trạng các chỗ đỗ xe một cách nhanh chóng và tiện lợi.

1.1. Khái niệm Hệ thống Đỗ xe Thông minh

Hệ thống đỗ xe thông minh là một giải pháp công nghệ cao sử dụng các cảm biến thông minh để giám sát tính khả dụng của từng chỗ đỗ xe trong thời gian thực. Dữ liệu được thu thập từ các cảm biến này được gửi đến một nền tảng dựa trên đám mây (cloud), nơi xử lý thông tin và cung cấp cho người dùng những dữ liệu chính xác về tình trạng các chỗ đỗ xe.

1.2. Tầm quan trọng của Ứng dụng Di động

Ứng dụng di động cho phép người dùng dễ dàng truy cập thông tin về tính khả dụng chỗ đỗ xe từ bất kỳ nơi đâu. Điều này giúp giảm đáng kể thời gian tìm kiếm, cải thiện trải nghiệm người dùng và hỗ trợ quản lý giao thông đô thị hiệu quả hơn.

II. Công nghệ và Cơ chế Hoạt động

Hệ thống đỗ xe thông minh hoạt động dựa trên một kiến trúc phức tạp gồm nhiều thành phần liên kết với nhau. Các cảm biến IoT được lắp đặt tại từng chỗ đỗ xe để phát hiện sự hiện diện của phương tiện. Dữ liệu từ các cảm biến này được truyền đến một nền tảng xử lý dữ liệu trung tâm trong đám mây, nơi thực hiện phân tích và dự báo tính khả dụng chỗ đỗ xe. Ứng dụng di động sử dụng các API (Application Programming Interfaces) để kết nối với nền tảng này và cung cấp thông tin thực tế cho người dùng. Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp các thuật toán định tuyến thông minh giúp người dùng tìm đến chỗ đỗ xe gần nhất một cách tối ưu nhất.

2.1. Cảm biến và Công nghệ IoT

Các cảm biến IoT đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu thực tế về tình trạng các chỗ đỗ xe. Những cảm biến này có thể sử dụng công nghệ như cảm biến hồng ngoại, cảm biến từ tính hoặc công nghệ nhân diện ảnh để phát hiện sự có mặt của phương tiện.

2.2. Xử lý Dữ liệu Thời gian Thực

Xử lý dữ liệu thời gian thực cho phép hệ thống cập nhật thông tin về tính khả dụng chỗ đỗ xe liên tục. Các thuật toán dự báo được sử dụng để ước tính mức độ sẵn sàng của chỗ đỗ xe trong tương lai gần, giúp người dùng lên kế hoạch hiệu quả hơn.

III. Lợi ích và Ứng dụng Thực tiễn

Hệ thống đỗ xe thông minh mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho cả người lái xe và quản lý thành phố. Đối với người dùng, ứng dụng di động hệ thống đỗ xe giúp tiết kiệm thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe một cách hiệu quả, từ đó giảm căng thẳng và cải thiện chất lượng cuộc sống. Ngoài ra, hệ thống còn giúp giảm lượng khí thải từ các phương tiện được lưu thông liên tục tìm kiếm chỗ đỗ, góp phần cải thiện chất lượng không khí thành phố. Đối với các nhà quản lý thành phố, công nghệ đỗ xe thông minh cung cấp những dữ liệu quý báu về mô hình sử dụng không gian đỗ xe, giúp họ lập kế hoạch xây dựng và quản lý cơ sở hạ tầng tốt hơn. Hơn nữa, hệ thống có thể tích hợp với các hệ thống giao thông đô thị khác để tạo ra một giải pháp quản lý giao thông toàn diện.

3.1. Lợi ích cho Người dùng

Những lợi ích chính cho người dùng bao gồm: tiết kiệm thời gian tìm kiếm chỗ đỗ, giảm chi phí nhiên liệu, cải thiện trải nghiệm lái xegiảm căng thẳng. Ứng dụng di động cung cấp gợi ý chỉ đường thông minh đến chỗ đỗ xe khả dụng gần nhất.

3.2. Tác động đến Quản lý Thành phố

Các nhà quản lý thành phố có thể sử dụng dữ liệu từ hệ thống đỗ xe thông minh để tối ưu hóa bố cục không gian đỗ xe, cải thiện giao thônggiảm tắc nghẽn. Dữ liệu phân tích giúp ra quyết định chiến lược về quy hoạch đô thịphát triển cơ sở hạ tầng giao thông.

IV. Thách thức và Hướng phát triển Tương lai

Mặc dù hệ thống đỗ xe thông minh đầy hứa hẹn, nhưng vẫn tồn tại những thách thức trong quá trình triển khai và phát triển. Một trong những thách thức lớn nhất là chi phí cơ sở hạ tầng ban đầu khá cao khi phải lắp đặt cảm biến thông minh ở toàn bộ các chỗ đỗ xe. Ngoài ra, bảo mật dữ liệuquyền riêng tư người dùng cũng là những vấn đề quan trọng cần được xử lý. Thuật toán định tuyến hiện tại vẫn còn đơn giản và chưa tính đến thông tin giao thông thời gian thực như tình trạng ùn tắc hoặc sự cố giao thông. Hướng phát triển tương lai cần tập trung vào tích hợp AI và Machine Learning để cải thiện độ chính xác của dự báo tính khả dụng chỗ đỗ xetối ưu hóa định tuyến. Hơn nữa, việc mở rộng liên kết với các hệ thống giao thông khác sẽ tạo ra một giải pháp quản lý giao thông tích hợp hoàn chỉnh.

4.1. Những Thách thức Chính

Thách thức chính bao gồm: chi phí triển khai cao, bảo mật dữ liệu, chuẩn hóa công nghệkhả năng tương thích hệ thống. Ứng dụng di động cần đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà dù có lượng dữ liệu lớn.

4.2. Xu hướng Phát triển Tương lai

Tương lai của hệ thống đỗ xe thông minh sẽ đi hướng tích hợp AI và Machine Learning, hỗ trợ phương tiện tự hành, liên kết với giao thông công cộngphân tích dữ liệu nâng cao. Công nghệ blockchain có thể được áp dụng để bảo mật thanh toánghi chép lịch sử giao dịch.

11/12/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FACULTY OF COMPUTER SCIENCE AND ENGINEERING CAPSTONE PROJECT A MOBILE APP FOR CITY SMART PARKING SYSTEM Major: Computer Science Committee: Computer Science 4 Supervisor: Assoc. Tran Minh Quang Reviewer: M. Truong Quynh Chi —o0o— Student 1: Le Hoang Thuy - 1952130 Student 2: Doan Hoang Thien - 2053450 Ho Chi Minh City, Dec 2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KH & KT MÁY TÍNH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ---------------------------- Ngày 18 tháng 12 năm 2024 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn/phản biện) 1. Họ và tên SV: Lê Hoàng Thụy MSSV: 1952130 Doãn Hoàng Thiên MSSV: 2053450 Ngành (chuyên ngành): Khoa học Máy tính 2.

Đề tài: A mobile app for city smart parking system 3. Họ tên người hướng dẫn: Assoc. Trần Minh Quang 4. Tổng quát về bản thuyết minh: Số trang: Số chương: Số bảng số liệu: Số hình vẽ: Số tài liệu tham khảo: Phần mềm tính toán: Hiện vật (sản phẩm): 5.

Tổng quát về các bản vẽ: - Số bản vẽ: Bản A1: Bản A2: Khổ khác: - Số bản vẽ vẽ tay Số bản vẽ trên máy tính: 6. Những ưu điểm chính của LVTN (Advantages): - Analyze, design and implement a smart parking system as a mobile app - Propose methods for parking lot availability prediction - Investigate and propose a routing mechanism which helps user to find parking lot conveniently - Evaluate the proposed solutions. Những thiếu sót chính của LVTN (Weakness): - The routing method is still simple as real-time traffic information has not been taken into account - Lack of evaluation data. The proposed approaches should be evaluated more thoroughly in different scenarios and data - The proposed approaches have not been integrated into Utraffic.

Đề nghị: Được bảo vệ  Bổ sung thêm để bảo vệ  Không được bảo vệ  9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng: 10. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Good (Giỏi); Điểm: 8. Trần Minh Quang Acknowledgement We extend our deepest appreciation to Assoc.

Tran Minh Quang for his invaluable support throughout our smart parking system. Minh Quang’s thoughtful and dedicated guidance has been instrumental to our project’s success. His expertise in the field of smart parking systems has provided us with in- valuable insights and a deeper understanding of our project’s intricacies. He has been proactive in addressing our queries and has offered invaluable assistance in overcoming challenges en- countered during our research journey.

Minh Quang has facilitated opportunities for collaboration with specialized groups and fellow graduate students, granting us access to significant scientific resources and enriching research materials. The knowledge and experience imparted by Assoc. Minh Quang will undoubtedly serve as invaluable assets for our future endeavors. We also extend our heartfelt gratitude to Ho Chi Minh City University of Technology - Vietnam National University for providing us with a conducive environment for studying and conducting research.

The knowledge and skills acquired during our time at the university have been invaluable in shaping our academic and professional growth. We are deeply appreciative of the opportunities afforded to us, which have contributed significantly to our development. Supervisor’s signature Associate Professor, Tran Minh Quang 1 Declaration of Authenticity This capstone project is the culmination of our independent research and efforts, with due attribution given to materials sourced from external references in accordance with Vietnam National University - Ho Chi Minh City University of Technology. The project, unless stated otherwise, is an original creation and has not been submitted for any academic or professional credentials.

The opinions expressed in this project solely belong to the author and do not necessarily reflect the views of Vietnam National University - Ho Chi Minh City University of Technology. The author takes full responsibility for any potential errors or oversights in this work. Ho Chi Minh City, May 2024 Lê Hoàng Thụy Doãn Hoàng Thiên Abstract With the rapid urbanization and the increasing number of vehicles on the roads, efficient management of parking spaces has become a critical aspect of urban mobility. This project presents a Smart Parking System (SPS) designed to address the challenges associated with tra- ditional parking methods and enhance the overall parking experience for both drivers and city planners.

The proposed Smart Parking System leverages advanced technologies such as Internet of Things (IoT), sensors, and real-time data processing to optimize parking space utilization. A network of sensors is deployed in parking lots to monitor the availability of individual park- ing spaces. The collected data is transmitted to a centralized cloud-based platform, where it is processed in real-time to provide accurate and up-to-date information about parking space occupancy. Drivers can access the parking availability information through a user-friendly mobile ap- plication or electronic displays strategically placed throughout the city.

This allows them to make informed decisions about where to find parking, reducing the time spent searching for a suitable spot and minimizing traffic congestion. City planners benefit from the system’s analytics capabilities, which provide insights into parking patterns, peak usage times, and overall parking space utilization. This data can be used to optimize urban planning strategies, allocate resources efficiently, and implement policies that address the specific parking needs of different areas within the city. Furthermore, the Smart Parking System promotes sustainability by minimizing unnecessary vehicle emissions and fuel consumption associated with circling for parking.

The system also supports payment integration, enabling cashless transactions and enhancing the overall conve- nience of the parking process. In conclusion, the Smart Parking System presented in this project offers a comprehensive solution to the challenges of urban parking management. By harnessing the power of IoT and real-time data processing, it not only improves the efficiency of parking space utilization but also contributes to a more sustainable and seamless urban mobility experience. Contents Acknowledgement 1 Supervisor’s signature 1 Declaration of Authenticity 1 Abstract 1 1 Introduction 1 1.1 Background and context .1 Aims and objectives .3 Description of the Remaining Chapters .1 Smart parking sensors and tools .3 Inductive loop detectors .4 Parking guidance systems .5 Radio frequency tags .2 Smart parking technology .1 Global positioning system (GPS) .3 Vehicular ad hoc networks (VANET) .4 Multi-agent systems .3 Smart parking applications .3 DFPS - A Distributed Mobile System For Free Parking Assignment [31] 16 2.4 Research gap discussion.

20 3 Requirement analysis and detailed specification of use cases 22 3.3 Non-Functional Requirement .4 Use case diagram. 41 4 System analysis and design 44 4.2 Smart parking system workflow .1 Open parking space .2 Closed parking space .3 Smart parking system design .2 Predictive Analytics Modules .1 Mobile app design .3 Parking spaces management. 59 5 Predictive Analysis of Parking Lot Occupancy 60 5.1 Data Source and Collection .3 Exploratory Data Analysis .5 Preprocessing and Enhancements .3 Occupancy Prediction Implementation .2 Gradient Boosting Model .1 Introducing to Routing .1 Classical Routing Algorithms .2 Approaches gap disscussion .3 MCDM-Based Routing System for Smart Parking .1 Principles of Multi-Criteria Decision Making (MCDM) .2 Design of the MCDM-Based Routing System. 86 CAPSTONE PROJECT - ACADEMIC YEAR 2024 Page 2/135 Contents 6.2 Decision model formulation .3 Route calculation and Decision making .3 Implementation of MCDM-Based Routing System .1 Overview of the system flow .2 User location and destination Search .3 Searching for Nearby parking spots with OpenRouteService API .4 Route calculation to the selected parking spot .5 Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) approach .6 OpenRouteService API mechanism .1 Criteria for evaluation .2 Accuracy in parking spot selection .5 Scalability and Adaptability .6 Real-time decision Mmking .5 Limitations and future improvements .1 Absence of Time Factor (Ti ) .2 Absence of cost factor (Ci ) .3 Lack of full customization .4 Potential future improvements.

93 7 Mobile Application Implementation 94 7.5 Flutter and Dart .6 OpenStreetMap API and OpenRouteService .3 Predictive Analysis Module .1 Training the Predictive Model .2 Creating an API for the Predictive Module .1 Destination Searching: Nominatim API Integration .2 Parking Spots Searching: Point of Interest (POI) API .3 Optimal parking spot selection: Direction API and Parking availability API. 110 CAPSTONE PROJECT - ACADEMIC YEAR 2024 Page 3/135 Contents 7.2 Pseudo-Code for distance calculation: .3 Parking availability prediction API .4 Pseudo-Code for parking availability: .5 Optimal parking spot scoring .6 Pseudo-Code for Route Scoring: .4 Routing to Parking Spot .2 Pseudo-Code for Routing: .3 Fetching the route: .4 Pseudo-Code for route fetching: .3 Finding parking spots .4 Calculating the score .5 Routing to the parking spot .6 Real-Time parking availability simulation .7 Integration of routing and parking availability models .9 Summary of features and advantages .1 iOS Application Evaluation .2 Execution time measurements .4 Network data usage .1 Strengths and innovations .2 Limitations and challenges. 130 Bibliography 131 CAPSTONE PROJECT - ACADEMIC YEAR 2024 Page 4/135 List of Figures 3.1 Driver use case diagram for the smart parking system .2 Parking owner use case diagram for the smart parking system .3 Activity Diagram: Check in Process .4 Activity Diagram: Check out Process .5 Activity Diagram: Book a parking space .6 Activity Diagram: Casual Payment Gateway .7 Activity Diagram: ETC Payment Gateway .2 Open parking space system overview .3 Closed parking space system overview .1 Line Plot: Displays occupancy levels over time, emphasizing daily and weekly pattern .2 Bar Chart: Illustrates average occupancy by day of the week.3 Heatmap: Shows hourly occupancy trends across facilities, highlighting peak and off-peak times.4 Line Plot: Displays occupancy trends for each facility type across the 24-hour cycle.5 Stacked Bar Chart: Highlights differences in occupancy rates by facility type.6 Heatmap: Visualizes hourly occupancy variations, distinguishing patterns for weekdays and weekends.7 Architecture of gradient boosting.8 Architecture of LSTM (Long Short-Term Memory).15 Visualization of the user’s location on the map.16 Visualization of destination input. 118 List of Figures 7.17 Visualization of parking spots around the destination.18 Visualization of parking spots with details: name, distance, and availability score.19 Visualization of the optimal route from the user’s location to the parking spot.20 Visualization of priority adjustment.21 Visualization of future User login UI.22 Instruments: Performance analysis tool for IOS App .23 The aLot application on iOS takes 107.8 MB of storage.24 Cellular on Iphone.25 Reset the statistics to zero.

126 CAPSTONE PROJECT - ACADEMIC YEAR 2024 Page 6/135 List of Tables 2.1 Literature reviews on smart parking sensors and technologies .2 Strengths and Weakness of smart parking tools and technologies summary.3 Smart parking applications and their use of technologies and sensors.1 General use cases description for the whole system .2 Use case scenario for "Login" .3 Use case scenario for "Map" .4 Use case scenario for "Account management" .5 Use case scenario for "Customer support" .6 Use case scenario for "Register" .7 Use case scenario for "Live communication" .8 Use case scenario for "Parking space reservation" .9 Use case scenario for "Searching vehicle location" .10 Use case scenario for "Checkin/ Check out" .11 Use case scenario for "Parking space management" .12 Use case scenario for "Parking space reservation management" .13 Use case scenario for "View report" .1 Execution time measurements for aLot iOS.2 Data usage measurements for aLot iOS.1 Background and context The rapid pace of urbanization worldwide has significantly increased the number of vehicles on city roads, intensifying issues such as traffic congestion and parking shortages. Studies reveal that drivers spend substantial amounts of time searching for available parking spaces, which contributes to worsening traffic conditions, elevated air pollution levels, and diminished urban efficiency. Traditional parking management systems have proven inadequate in addressing the dynamic needs of urban environments. These systems often rely on manual processes, which result in in- accurate information about parking availability and inefficient allocation of resources.

The lack of real-time data integration and proactive management strategies exacerbates the difficulties faced by both drivers and parking operators, leading to further inefficiencies. To tackle these challenges, the concept of Smart Parking Systems (SPS) has gained signif- icant traction.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ